Analyse du VIC de Meyer (Part 3)

Bonjour,

Modification du montage décrit dans la première partie (le VIC de M. Meyer) pour se rapprocher d'un fonctionnement en "Flyback".

Cette modification consiste à inverser le sens de connexion d'un certain nombre d'enroulements.

- Nouvelle version du schéma d'origine



La modification porte principalement sur le sens des enroulements TX1 et TX5.

Les trois enroulements TX2, TX4, TX5 sont tous en série et dans le même sens, ils sont équivalent à un seul secondaire égal à la somme des trois. Le rapport de transformation de ce montage a été estimé à 1:9 (trois enroulement identique de rapport 1:3). Dans la simulation: j'utilise un rapport de transformation de 1:10.

Le fait de séparer le secondaire en trois enroulements, permet d'obtenir une meilleure tenu du transformateur aux tensions élevées (2kV).

- Le schéma du circuit simulé:



V1 : L'alimentation 12 volts (ex: batterie).
V2 : Le générateur 10kHz (valeur choisie arbitrairement) rapport cyclique 50%.

D2 : Diode d'alimentation du WFC (devra supporter au moins 2kV).

TX1 = L1 ( valeur "optimisée" )
TX2 = L2 = L1 * n^2 (n = rapport de transformation, ici n = 10)

CWFC : Le condensateur équivalent au WFC (c'est la capa des électrodes dans l'eau, ici 155 cm-carré espacées de 2 mm).

RWFC : La résistance équivalente au WFC (choix d'une eau peu conductrice), ici 1Mohms, le courant qui circule ici contribut au bullage (type ???).

Ici, on utilise de l'eau assez pure, simulée par une résistance RWFC = 1 Mohms (valeur mesurée avec les électrodes ci-dessus > 1 Mohms (10^6) ).

J'ai ajouté les composants de commande pour pouvoir faire une simulation du montage.

Dans cette modification : déplacement de la diode D1, qui devient d'ailleur facultative car elle est généralement intégré au MOSFET.

D1 : représente la diode interne au MOSFET (M1), cette diode assure une protection du MOSFET envers les tensions négatives.

M1 : Le MOSFET qui sert d'interrupteur.

Les composants de la simulation sont générique ou "ideaux" (D1, D2, M1 possèdent quelques éléments (resistance, capa) parasites).

Le fonctionnement est celui d'une alimentation à découpage de type "Flyback".

- Simulation 1:

- Résultat côté primaire



En bleu : La tension de commande du MOSFET.
En Vert : La tension Drain du MOSFET.
En Rouge : Le courant dans le primaire (L1) du transfo.

Pendant le temps ON du MOSFET: Charge en courant du primaire du transfo, ici jusqu'à 6.3A, cette valeur de courant crête dépend de la fréquence (ou du rapport cyclique) et est déterminée par la valeur de la self primaire du transfo. D2 etant bloquée, ce courant est indépendant des valeurs des éléments connectés au secondaire.

Pendant le temps OFF du MOSFET: L'énergie accumulée dans le primaire est transférée dans le secondaire. Les impulsions de tensions sur le drain de M1 sont l'image de ce qui se passe au secondaire. On remarque les sur-oscillations parasites sur la tension drain du MOSFET (fréquence déterminée par L1 et la capa parasite drain de M1). D2 est passante.

- Résultat côté secondaire:



En bleu: Le courant dans le secondaire du transfo, montre le transfert de l'énergie du primaire vers le WFC à travers la diode D2.

En rouge: La tension aux bornes du WFC.

Pendant le temps ON du MOSFET: la diode D2 est bloquée, la capa du WFC (CWFC) se décharge dans la résistance du WFC (RWFC), ceci peut produire un bullage (faible si de type "Faraday, fort si d'un autre type).

Pendant le temps OFF du MOSFET: la diode D2 autorise le transfert de l'énergie du transfo vers la cellule. La tension aux bormes du WFC va croître à chaque impulsion de courant, la tension crête obtenue dépend des éléments du WFC.

La tension aux bornes du WFC peut monter à une valeur supérieure à 2kV, si l'eau est très pure (RWFC > 1Mohms). Il faudra donc prévoir un système de limitation de cette tension vers 2kV, pour ne pas dépasser les caractéristiques des composants utilisés.

- Simulation 2:



Nous avons juste modifié la valeur de RWFC pour montrer son influence sur la tension de sortie.



On observe qu'avec un WFC présentant une plus grande conductivité (ici 1000 fois plus élevée), la tension aux bornes du WFC est passée à 420 volts max.

Ci-dessous le détail de la répartition dun courant secondaire dans la capa et la résistance du WFC.



On voit très bien qu'une partie du courant secondaire sert à charger la capa. La crête de courant utile au bullage descend à 400 mA, mais cette impulsion de courant utile est alongée par la décharge de la capa.

- Ma conclusion:

Ce montage possède un bon rendement énergétique. Il peut servir de base de départ pour des essais où on a besoin d'une tension élevée aux bornes du WFC.

Pour les composants, on pourra utiliser par exemple, pour M1: un MOS-FET 200V 20A, et pour D2: deux diodes rapides 1500V 3A en série.

Pour obtenir ce fonctionnement, il faut utiliser de l'eau présentant une très faible conductivité (ex: eau distillée). L'amplitude de la tension au secondaire permettrait selon certaines personnes de découvrir un autre type d'électrolyse que celle de "Faraday", ceci reste à démontrer par des essais pratiques.

Cordialement

JCV

Bonsoir JCV,

Impressionnant la simulation!
Une petite question pratique, comment est constitué le transfo TX... ?
A+

Ia ora na tatou !

La présence d'une diode en série au secondaire du transfo du VIC a été relevée par certains analystes comme incompatible avec la résonance électrique revendiquée par Stan Meyer et al. Une petite simulation permet de le démontrer : le transfo a un rapport 1:1, son secondaire est chargé par un simple condensateur de 10 nF. La fréquence des créneaux du générateur est de 5 kHz.

Sans diode, on voit apparaître, pendant la phase ON du signal d'entrée (*), des oscillations à 140 kHz, fréquence de résonance d'un circuit LC où L = 0,1 mH (inductance de l'enroulement secondaire) et C = 10 nF.

Avec une diode série, l'oscillation n'a pas lieu, et le condensateur se charge "en escalier" comme dans la simulation de JCV.

(*) le secondaire est branché dans le sens inverse du schéma de JCV, peu importe, on pourrait inverser la diode ;)

Alain

JCV a écrit:

Le fait de séparer le secondaire en trois enroulements, permet d'obtenir une meilleure tenu du transformateur aux tensions élevées (2kV).

OK, mais ce n'est certainement pas la raison pour laquelle S. Meyer a choisi cette disposition ! On retrouve en fait le montage original, avec en série :
le secondaire du transfo (TX2), la diode, une branche de la self bifilaire (TX4), l'anode de la cellule, la cathode, la 2ème branche de la bifilaire (TX5). Seulement maintenant, transfo et self bifilaire sont bobinés sur le même noyau - et ton raisonnement, Jean-Claude, prouve bien, au passage, l'ineptie de cette dernière

Comme tu l'as déjà dit dans la 1ère partie de ce fil, selon les lois de l'électricité conventionnelle, le courant est le même en tous les points de cette boucle qui passe par le secondaire d'un transfo, même si... même si (j'insiste) la cellule n'est pas un dipôle, qu'elle a des pôles cachés reliés au ZPE par exemple

Bonsoir,

Effectivement, nous, expérimentateurs, avons bien remarqué le phénomène sur nos cellules.
Quel est le bon signal, là???

Ce qui est quasi sùr, c'est qu'il faut pas descendre au dessous des 0V, cela reviendrait à avoir un court-circuit, comme inverser la tension d'une pile.


A+

Bonsoir Francis,

fc89 a écrit:

(..) il faut pas descendre au dessous des 0V, cela reviendrait à avoir un court-circuit, comme inverser la tension d'une pile.

Oui, presque. Mais un transfo - comme un condo série du reste - fait irrémédiablement disparaître la polarisation, d'où la diode ajoutée par S. Meyer, et donc pas de résonance possible. Et cela que l'on laisse le circuit secondaire flottant, ou référencé à la masse commune, ou à un potentiel continu quelconque...

Qu'en penses-tu guidi - si tu nous lis ?

JCV a écrit:

La tension aux bornes du WFC peut monter à une valeur supérieure à 2kV, si l'eau est très pure (RWFC > 1Mohms). Il faudra donc prévoir un système de limitation de cette tension vers 2kV, pour ne pas dépasser les caractéristiques des composants utilisés.

En pratique - je veux dire dans une application opérationnelle - cela n'arrivera jamais, donc pas de danger ! D'ailleurs tous les pionniers qui disent avoir réussi utilisaient de l'eau du robinet

Ia ora na Pat,

guidi a écrit:

Un simulateur, c'est bien mais est ce que ça tien
réellement compte de tous les paramètres.

Ca ne tient évidemment pas compte des paramètres qu'on a oublié d'y mettre ;)

Dans notre cas, il manque manifestement un modèle plus représentatif de la cellule que le bête trio pile + résistance + capa.
Et puis de l'électricité froide, des interfaces avec le ZPE etc.

Citation :

Pour la résonance, si on regarde ce signal sur une
cellule Meyer (..)le signal de la porteuse BF est un signal classique
impulsionnel sur circuit inductif, avec sa montée en tension et sa chute
classique.

Peux-tu confirmer STP :

1. Ce signal HF n'est pas une oscillation spontanée, il fait bien partie du signal incident, superposé aux créneaux BF ?

2. Quelles sont les fréquences (approx.) de ces signaux ?

Citation :

Le signal Hf superposé est lui résonant si j'augmente ou
diminue sa fréquence, il diminue fortement et revient sur une autre harmonique.

OK, ça confirme le (1).

Citation :

Je ne l'obtiens qu'avec de l'eau distillée et une cellule bien rincée. Le seul
fait de mettre le doigt dans l'eau le fait presque disparaitre. Pour moi, il y
à bien une forme de résonance qui s'installe sur une composante continue.

En voilà un sujet d'investigation qu'il est bon : qui résonne avec quoi
Sans oublier, comme l'a rappelé JCV plus haut, qu'il y a des capacités parasites partout, notamment dans le circuit primaire...
Et puis des artefacts de mesure...

Alain

iaorana a écrit:

Ia ora na Pat,

guidi a écrit:

Un simulateur, c'est bien mais est ce que ça tien
réellement compte de tous les paramètres.

Ca ne tient évidemment pas compte des paramètres qu'on a oublié d'y mettre ;)

Dans notre cas, il manque manifestement un modèle plus représentatif de la cellule que le bête trio pile + résistance + capa.
Et puis de l'électricité froide, des interfaces avec le ZPE etc.

Citation :

Pour la résonance, si on regarde ce signal sur une
cellule Meyer (..)le signal de la porteuse BF est un signal classique
impulsionnel sur circuit inductif, avec sa montée en tension et sa chute
classique.

Peux-tu confirmer STP :

1. Ce signal HF n'est pas une oscillation spontanée, il fait bien partie du signal incident, superposé aux créneaux BF ?

2. Quelles sont les fréquences (approx.) de ces signaux ?

Citation :

Le signal Hf superposé est lui résonant si j'augmente ou
diminue sa fréquence, il diminue fortement et revient sur une autre harmonique.

OK, ça confirme le (1).

Citation :

Je ne l'obtiens qu'avec de l'eau distillée et une cellule bien rincée. Le seul
fait de mettre le doigt dans l'eau le fait presque disparaitre. Pour moi, il y
à bien une forme de résonance qui s'installe sur une composante continue.

En voilà un sujet d'investigation qu'il est bon : qui résonne avec quoi
Sans oublier, comme l'a rappelé JCV plus haut, qu'il y a des capacités parasites partout, notamment dans le circuit primaire...
Et puis des artefacts de mesure...

Alain

Il n'y a pas grand chose de plus à dire,

Le signal basse fréquence est donné par le temps mort 'de Meyer'

La fréquence HF est entre 20 000 et 45 000 Hz comme d'habitude.

Pour plus de spéculation, Place aux essais.

A+,


PS: Alain, combien d'heures de décallage par rapport à ici ( Belgique ou france).

guidi a écrit:

Le signal basse fréquence est donné par le temps mort 'de Meyer'

... qu'il ne chiffre nulle part, à ma connaissance ;)

Citation :

La fréquence HF est entre 20 000 et 45 000 Hz comme d'habitude.

Voyons voir : une vingtaine d'impulsions à 20 kHz durent 1 ms, moitié moins si c'est du 40 kHz. Si le rapport cyclique de la modulation est de 50 %, sa fréquence est donc dans la zone 500 - 1000 Hz. Moins si on laisse un temps de relaxation plus large.

Maintenant, il faudrait interpréter le fait que la "HF", présente dans le signal incident, disparaisse ou apparaisse au secondaire dès que tu clignes des yeux ;)

Citation :

combien d'heures de décallage par rapport à ici ( Belgique ou france).

12 h de retard, tout rond

Citation :

combien d'heures de décallage par rapport à ici ( Belgique ou france).

12 h de retard, tout rond [/quote]



Bon diner alors, moi je vais faire dodo.

A+,

Ia ora na,

JCV a écrit:

Pendant le temps OFF du MOSFET: L'énergie accumulée dans le primaire est transférée dans le secondaire. Les impulsions de tensions sur le drain de M1 sont l'image de ce qui se passe au secondaire. On remarque les sur-oscillations parasites sur la tension drain du MOSFET (fréquence déterminée par L1 et la capa parasite drain de M1).

Oui - il en est de même sans transfo. On peut facilement les amortir (surtout en durée) avec une résistance de quelques kΩ entre drain et masse comme ICI (tension du drain en bleu, courant cellule en vert). NB : la 2ème cellule, shuntée, est inactive.

Alain2